3 GSM Arhitectura

Comunicaţii Mobile Digitale Conf. Dr. Ing. Octavian FratuArhitectura Sistemului GSM

1

Capitolul 3

ARHITECTURA SISTEMULUI GSM

3.1. Prezentare de ansamblu

O reţea de telefonie mobilă (Public Land Mobile Network – PLMN) are în primul rândrolul de permite comunicaţiile între abonaţii mobili şi abonaţii reţelei telefonice publicecomutate (Public Switched Telephony Network - PSTN). Ea se interfaţează cu PSTN şiconţine comutatoare. Este caracterizată printr-un acces foarte specific: legătura radio. Însfârşit, ca toate reţelele, ea trebuie să ofere operatorului facilităţi de exploatare şi dementenanţă. O reţea de radiotelefonie poate fi decupată în trei subansamble:

- subsistemul radio (BSS, Base Station Sub-System) care asigură transmisiileradioelectrice şi administrează resursa radio;

- subsistemul de dirijare numit curent reţea fixă (NSS, Network Sub-System) carecuprinde ansamblul funcţiilor necesarela la stabilirea apelurilor şi la mobilitate; (înfaza a doua a specificaţiilor GSM, termenul utilizat este SMSS pentru Switchingand Management Sub-System; bineînţeles că acest termen a fost foarte apropiat deNSS care este utilizat în continuare fiind larg răspândit);

- subsistemul de exploatare şi mantenanţă (OSS, Operation Sub-System) carepermite exploatatorului să-şi administreze reţeaua.

Echipamentul terminal (MS) este în mod alternativ inclus sau exclus din subsistemulradio în funcţie de context.

Separarea funcţiilor între BSS şi NSS necesită a face distincţia între aspectulitineranţei şi cel al mobilităţii radio. Itineranţa este definită prin posibilitatea de a utiliza unterminal de telecomunicaţii într-un punct oarecare. Este absolut posibil să considerăm o reţeaacceptând itineranţa cu o interfaţă filară. Abonatul dispune, de exemplu, de o cartelăechivalentă cartelei SIM care introdusă într-un telefon, bineînţeles cu un cod personal, îipermite să se identifice pe orice banal telefon. El poate deci apela reţeaua neavând importanţăterminalul, facturându-i-se din contul său personal şi poate fi în aceeaşi măsură apelat prinnumărul său personal. O anumită reţea trebuie deci să memoreze locaţia abonatului şi să fiecapabilă să dirijeze apelurile care îi sunt destinate. Totuşi, în cursul unei comunicaţii, nu esteposibilă debranşarea telefonului şi conectarea din nou fără pierderea corespondentului. Estedeci necesară luarea în considerarea a itineranţei, dar inutilă considerarea transferului(handover). În acest sens NSS-ul administrează itineranţa.

Mobilitatea radio oferă suplimentar posibilitatea de deplasare în cursul uneicomunicaţii şi implică deci funcţia de handover. BSS-ul, administrează la nivelul său aspectulspecific radio al reţelei GSM. Are ca sarcină transmisia adaptată la canalul radio, alocareacanalelor radio şi decide transferul.


2

3.2. Arhitectura canonică

BTS

BTS

BTS

BTS

BTS

BTS

BTS

BSC

BSC

BSC MSC

MSC

VLR

VLR

HLR

BSS NSS (SMSS)

Abis

Abis

Abis A

A

A

C

D

B

E

B

G

D

Semnaliuare

Circ. de cuvânt

Figura 3.1.


3

Figura 3.1 indică principalele elemente ale unei reţele GSM fără subsistemul deexploatare şi mentenanţă.

BSS-ul conţine :

- BTS-ul, (Base Transceivier Station), care sunt emiţătoare – receptoare având unminim de inteligenţă,

- BSC-ul, (Base Station Controller) care controlează un ansamblu de BTS-uri şipermite o primă concentrare de circuite.

NSS-ul conţine baze de date şi comutatoare:

- MSC-ul, (Mobile-services Switching Center) sunt comutatoare mobile asociate îngeneral bazelor de date ale VLR-urilor (Visitor Location Register),

- HLR-ul, (Home Location Register) este o bază de date de localizare şi decaracterizare a abonaţilor.

3.3. Arhitectura materială a subsistemului radio

3.3.1. Funcţiile BTS

BTS-ul este un ansamblu de emiţatoare – receptoare numite TRX. Ea are rolultransmisiei radio: modulare, demodulare, egalizare, codere corectoare de erori.

Ea administrează în general tot nivelul fizic: multiplexarea TDMA, saltul lent defrecvenţă, cifrarea. Realizează de asemeni ansamblul măsurătorilor radio necesare pentruverificarea că o comunicaţie în curs, se derulează corect. Aceste măsurători nu suntinterpretate prin BTS, ci sunt transmise direct BSC.ului.

BTS-ul administrează nivelul legăturii de date pentru schimbarea semnalizării întremobile şi infrastructură (LAP Dm). În sfârşit, ea administrează legătura de date cu BSC-ulpentru ca să asgure fiabilitatea dialogului (LAP D).

Capacitatea maximă a unui BTS este în mod tipic de 16 porţi, ceea ce înseamnă căpoate suporta mai mult de 100 de comunicaţii simultane.în zona rurală, BTS-ul poate firestrâns la gestiunea unei singure porţi suportând până la 7 comunicaţii simultane. În zonaurbană, BTS comportă în general 2 până la 4 TRX putând suporta circa 14 până la 28 decomunicaţii simultane. Pentru a da un ordin de mărime, la sfârşitul lui 94, Parisul intravilanera acoperit de puţin mai mult de 100 de BTS-uri. Fiecare BTS deserveşte o suprafaţă de circa1km2.

Norma deosebeşte BTS-urile zise normale de micro-BTS. Primele corespund staţiilorde bază clasice sistemelor celulare cu echipamente instalate în locaţiile tehnice şi antene peacoperişuri conectate prin cabluri. Dispozitivele de cuplaj permit a avea o singură antenăpentru mai multe TRX-uri dar pot reduce considerabil puterea disponibilă la intrarea antenei.


4

Norma specifică sensibilitatea şi puterile maximale ale TRX-urilor, fără a pune în calculaceste dispozitive de cuplaj (cf. fig. 3.2 şi 3.4). valorile indicate sunt deci foarte superioarecelor date în figura 3.9 pentru mobile. O mică toleranţă este acceptată pentru puterea maximăefectivă.

GSM 900 DCS1800Numarul clasei Puterea maxima

(W) Limita puterii maxime (W)

Puterea maxima (W)

Limita puterii maxime (W)

320 640 20 402 160 320 10 203 80 160 5 104 40 80 2,5 55 20 406 10 207 5 108 2,5 5

Fig 3.2. Clasele de puteri ale BTS normale înainte de cuplare

Micro – BTS-urile sunt prevăzute pentru a asigura acoperirea zonelor urbane dense cuajutorul microcelulelor. Acestea sunt echipamente de talie redusă, integrând dispozitivele decuplaj şi un cost foarte redus faţă de BTS-urile normale, ele fiind în număr mult mai mare şiputând fi montate în exterior, norma propune puteri mici pentru a avea porturi limitate şiimpune restricţii severe pentru a permite funcţionarea a două BTS-uri apropiate [GSM 05.05/3]. Diferitele clase de putere şi de sensibilitate sunt date în tabelele din figurile 3.3 şi 3.4.

Când un mobil se află aproape de o BTS, recomandările prevăd că el poate reduceputerea efectivă de emisie către mobilul său. Clasele de puteri definesc deci bine, valorilemaximale de putere.

GSM 900 DCS 1800Numarul clasei Puterea maxima

(W)Limita puterii maxime (W)

Puterea maxima (W)

Limita puterii maxime (W)

M1 0,08 0,25 0,5 1,6M2 0,03 0,08 0,16 0,5M3 0,01 0,03 0,05 0,16

Fig. 3.3. Clasele de puteri ale micro-BTS după eventuala cuplare


5

Tip de BTS GSM 900 DCS 1800Micro BTS M1 -97 dBm -102 dBmMicro BTS M2 -92 dBm -97 dBmMicro BTS M3 -87 dBm -92 dBmBTS normale -104dBm -104dBm

Fig. 3.4. Sensibilitatea BTS

Există diferite configuraţii BTS – BSC. BTS-urile sunt în general legate la BSC înconfiguraţie configuraţie reţea (multi-drop) sau în stea (star). BSC-ul poate fi plasat în acelaşiloc cu un BTS.

În funcţie de mediu, o locaţie comportă o singură BTS (configuraţie omnidirecţionalăfrecventă în zona rurală) sau mai multe (configuraţie sectorizată în zona urbană şi peautostrăzi).

Câteva configuraţii BTS – BSC sunt reprezentate în figura 3.5.

3.3.2. Funcţiile BSC-ului

Controlerul staţiei de bază BSC este organul < inteligent > al BSS. El are funcţiaprincipală de a administra resursa radio. El comandă alocarea canalelor, utilizeazămăsurătorile făcute de BTS pentru a controla puterea de emisie a mobilului şi / sau a BTS, iadecizia executării transferului.

Mai mult, este un comutator care realizează o concentrare de circuite spre MSC.BSC-ul este legat prin una sau mai multe legătutri MIC cu BTS şi MSC şi

administrează deci o legătură de date cu acestea. Legătura BTS-BSC este în parte similară cuun acces RNIS şi face apel la LAPD. Legătura BSC-MSC utilizează CCITT nr.7 şi diferitelesale niveluri.

Iniţial, diferiţi constructori de infrastructură nu au avut toţi aceeaşi filozofie privindBSC. Unii au construit BSC-uri de mică capacitate preferând să multiplice numărul lorpentru a minimiza distanţele BTS-BSC şi a reduce costurile exploatării de către operatori.Alţii au preferat să construiască BSC-uri de capacitate forte. Primele sunt adaptate mai multzonelor rurale slab populate. Ultimele convin în zonele urbane care datorită densităţii mari peunitatea de suprafaţă necesită BSC-uri capabile să preia un trafic important. Capacităţile BSC-urilor sunt cuprinse între 100 şi 900 Erlang. Pentru Paris intra-muros câteva zeci de BSC-urisunt necesare.


6

BTS

BSC

BTS

BTS

BTS BTS BTS

BSC

BTS BTS BTS

BTS BTS BTS

Abis

Configuraţie în stea

A

Configuraţie reţea Abis

Abis

BSC

Configuraţie reţea de sectorizare

A

Fig. 3.5. Diferitele configuratii de BTS-BSC


7

3.4. Arhitectura materială a subsistemului fix

3.4.1. Funcţiile HLR-ului

HLR-ul sau înregistratorul de locaţie nominală este baza de date care administreazăabonaţii unui PLMN dat. El memorează o parte a caracteristicilor fiecărui abonat:

- identitatea internaţională a abonatului utilizată în reţea (IMSI),- numărul de carte de telefon (MSISDN),- profilul abonamentului (serviciile suplimentare autorizate, autorizarea de apeluri

internaţionale,…).Aceste date sunt redate operatorului la plecarea din sistemul său de administrare. Ele

variază puţin în timp.Pe de altă parte, HLR este o bază de date de localizare. El memorează pentru fiecare

abonat numărul VLR-ului la care este înregistrat, acelaşi în cazul în care abonatul seconectează pe un PLMN străin. Această localizare este efectuată la pornirea informaţiiloremise prin terminal la traversarea reţelei.

Implementarea HLR poate fi centralizată sau descentralizată. În primul caz, HLRpoate administra mai multe sute de mii da abonaţi şi constituie o maşină specifică. În al doileacaz, el poate fi integrat în MSC-uri şi datele unui abonat sunt deci fizic stocate pe MSC-ul cucare comunică preferenţial. Schimburile de semnalizări sunt deci minimizate. În toate cazurilede implementare, fiecare abonat este asociat unui HLR unic, în mod independent delocalizarea momentană a acestui abonat.

3.4.2. Funcţiile MSC şi VLR

MSC-ul, Mobile-services Switching Centre, este uneori numit centru de comutaţei amobilelor sau comutator de servicii mobile. El administrează stabilirea de comunicaţii între unmobil şi un alt MSC, transmisia de mesaje scurte şi execuţia transferului atunci când esteimplicat. Dialoghează cu VLR pentru administrarea mobilităţii utilizatorilor: verificăcaracteristicile abonaţilor ce le vizitează când un apel începe, transferă informaţiile delocalizare,…

El poate poseda o funcţie poartă, GMSC (Gateway MSC), care este activată la dbutulfiecărui apel de la un abonat fix către un abonat mobil. Această funcţie este diferită de funcţiaMSC pură, ea putând fi implantată în comutatoarele PSTN-ului. în realitate, ea este realizatăpe MSC pentru a se minimiza impactul asupra PSTN. MSC posedă în aceeaşi măsură ofuncţie poartă pentru mesajele scurte.

VLR-ul (Visitor Location Register), este de asemenea numit < înregistrator de locaţiide primire > (sau încă de < vizitatori >). Este o bază de date care memorează dateleabonamentului abonaţilor prezenţi într-o zonă geografică. Mai multe MSC-uri pot fi racordatela acelaşi VLR, dar în general, este unul singur pe VLR.

Datele memorate prin VLR sunt similare cu datele din HLR, dar conţin numai abonaţiimobili prezenţi în zona considerată. Vine să o ajute identitatea temporară TMSI. VLR-ul


8

poate avea o informaţie de localizare mult mai precisă decât HLR (zona de localizare descrisăîn cap.5).

Separarea materială între VLR şi MSC propusă prin normă este rareori nerespectată.Câţiva constructori integrează VLR în MSC. Dialogurile necesare pentru stabilirea apeluluisunt astfel simplificate. Alţii stabilesc un decupaj diferit între MSC şi VLR utilizândaproximaţia < reţea inteligentă >.MSC este astfel un comutator pur fără funcţia de tratare aapelului. Un echipament, RCP (Radio Control Point), asigură funcţia de comandă a MSC şi aVLR fără a poseda funcţia de comutaţie.

Un ansamblu MSC / VLR poate administra de ordinul a o sută de mii de abonaţipentru un trafic mediu pe abonat de 0,025 Erlang. MSC-urile sunt în general comutatoare detranzit ale reţelei telefonice pe care sunt implantate funcţii specifice reţelei GSM.

3.5. Subsistemul de exploatare şi mentenanţă

3.5.1. Administrarea reţelei

Administrarea reţelei (Network Management) cuprinde toate activităţile care permitmemorarea şi controlul performanţelor şi utilizării resurselor în măsură să ofere un anumitnivel de calitate utilizatorilor. Diferitele funcţii de administrare cuprind:

- administrarea comercială (declararea abonaţilor, a terminalelor, facturări,statistici);

- gestiunea securităţii (detecţia intruşilor, nivelul de abilitare);- exploatarea şi gestiunea performanţelor (observaţii de trafic şi de calitate,

schimbarea configuraţiei pentru a se adapta la schimbările reţelei, supraveghereamobilelor) [GSM 12.07];

- controlul configuraţiei sistemului (punerea nivelului de logistică, introducerea denoi echipamente şi de noi funcţionalităţi) [GSM 12.06];

- mentenanţa (detectarea defectelor, testarea echipamentelor).

Sistemul de administrare al reţelei GSM este apropiat de conceptul TMN(Telecommunications Management Network) care are ca obiect raţionalizarea organizareaoperaţiilor de exploatare şi de mentenanţă şi definirea condiţiilor tehnice ale unei supervizărieficace şi economice a calităţii serviciului. Conceptul TMN este normalizat prin UIT înrecomandarea M.30.

3.5.2. Arhitectura TMN-ului

Administrarea primelor reţele de telecomunicaţii se făcea individual pentru fiecareechipament începând de la un terminal simplu conectat direct. Funcţiile disponibile suntîndeaproape legate la structura materială a echipamentului. Acest nivel de administrare este


9

întotdeauna posibil în GSM. Totuşi terminalele nu sunt doar locale, dar sunt de asemeneadeportate şi legate le echipamente prin intermediul unei reţele de date (de exemplu o reţeaX.25 ca Transpac).

Complexitatea unei reţele actuale necesită utilizarea administrării care reprezintăstarea şi configuraţia sa sub forme care coexistă: reprezentarea grafică a echipamentelor,histograme de încărcare, etc. Ansamblul funcţiilor necesare reprezintă sistemul de exploatarecurentă (Operation System). Acest nivel de administrare globală trebuie să fie independent deechipamente. Este deci necesară integrarea echipamentelor de mediere între echipamentelereţelei (BTS, BSC, MSC,….) şi sistemul de exploatare. Aceasta are ca obiectiv prezentareasub forme standardizate a diferitelor elemente ale reţelei şi dialogarea cu sistemul deexploatare printr-un protocol standard.

Ansamblul format din echipamentele de mediere, sistemul de exploatare şi reţelelede transport utilizate formează reţeaua de exploatare de telecomunicaţii, TMN, reprezentată înfig. 3.6.

3.5.3. Funcţiile EIR-ului

EIR-ul, Equioment Identity Register, este o bază de date anexă care conţine identităţileterminalelor (IMEI). Ea poate fi consultată atunci când se cer servicii de abonat pentru a severifica dacă terminalul utilizat este autorizat să funcţioneze în reţea. Identitatea unui terminalconţine un număr de omologare comun tuturor terminalelor cu aceeaşi serie, un număr ceidentifică fabrica de asamblare şi un număr specific terminalului.

Accesul le reţea poate fi refuzat pentru că terminalul nu este omologat, pentru căperturbă reţeaua sau pentru că face obiectul unui furt. EIR-ul poate conţine o listă albă aansamblului de numere omologate, o listă neagră de echipamente furate cu accesurile interziseşi o listă gri de terminale prezentând disfuncţionalităţi insuficiente pentru a se justifica ointerdicţie totală. Reţeaua poate memora o identitate IMSI a unui abonat utilizând un terminalînscris în lista neagră sau gri şi o poate transfera în sistemul de administrare pentru a permiteidentificarea accesului fraudulos.

Este posibilă utilizarea fiecărui terminal terminal omologat pe toată reţeaua GSM înEuropa. Omologarea stabilită printr-un organism semnatar al MoU este validă pe ansamblulMoU. Este deci necesară punerea la punct a legăturilor între EIR-urile diferitelor PLMN-uri.Astăzi, fără acorduri între operatori, EIR-urile nu sunt des utilizate.

3.5.4. Funcţiile AUC-ului

Centrul de autentificare AUC, Authentication Centre, memorează pentru fiecareabonat o cheie secretă utilizată pentru autentificarea cererii de servicii şi pentru cifrareacomunicaţiilor. Un AUC este în general asociat la fiecare HLR. Ansamblul poate fi integrat înacelaşi echipament. Totuşi din punct de vedere funcţional, nu fac parte din acelaşi subsistem.


10

BSC BSC

BSC

MSC MSC

MSC

HLRBTS

Sistem de exploatare

Reţea de date

Echipament de mediere

Reţea de date

Fig. 3.6. Arhitectura TMN

3.5.5. Prezentarea OMC-ului şi a NMC-ului

Diversitatea echipamentelor prezente în reţeaua GSM atât pe planul tipurilor(emiţătoare – receptoare, comutatoare, baze de date), cât şi a mulţimii furnizorilor duce la oadoptare aproximativ structurată şi ierarhică. Norma [GSM 12.00] prezintă două niveluri:


11

- OMC-ul, Operation and Maintenance Centre,- NMC-ul, Network Management Centre.

NMC-ul permite administrarea generală a ansamblului reţelei printr-un controlcentralizat, atunci când OMC-ul permite o supervizare locală a echipamentelor. Multe OMC-uri vor superviza, de exemplu, ansamblul BSC şi BTS pe diferite zone. Alte OMC-uri vorsuperviza MSC şi VLR. Incidentele minore sunt transmise OMC-urilor care le filtrează.Incidentele majore sunt remontate până la NMC. Decupajul între OMC şi NMC nu estedefinit în normă pentru ansamblul funcţiilor de administrare. NMC-ul corespunde în generalsistemului de exploatare a TMN-ului. diferitele OMC-uri asigură funcţii de mediere.

3.6. Prezentarea interfeţelor

Fiecare interfaţă, definită printr-o literă este în totalitate specificată prin normă (cf.Figurii 3.7). După cum s-a precizat mai sus, decupajul între VLR şi MSC efectuat deconstructori nu este în general conform normei; interfaţa B este deci puţin respectată.

Interfaţa a cărui model este interfaţa Dcare permite unui MSC/VLR să dialogheze cuHLR-urile altei reţele. Conformitatea sa cu norma permite deci itinerarul internaţional.

Interfaţa A separă NSS-ul de BSS. Conformarea BSC şi MSC cu recomandărilepermite tuturor operatorilor să aibă diferiţi furnizori pentru NSS şi BSS.

Nume Localizare UtilizareUm MS-BTS Interfata radioAbis BTS-BSC DiversA BSC-MSC Divers

GMSC-HLR Interogare HLR pt. apel deintrare

C

SM-GMSC – HLR Interogare HLR pentru mesajscurt de intrare

VLR-HLR Gestiunea informaţiilor deabonaţi si de localizare

D

VLR-HLR Servicii suplimentareMSC – SM-GMSC Transport de mesaje scurteEMSC-MSC Execuţie handover

G VLR-VLR Gestiunea informaţiilor deabonat

F MSC-EIR Verificarea identităţiiterminalului

B MSC-VLR DiversH HLR-AUC Schimb de informaţii de

autentificare

Figura 3.7. Lista interfeţelor în sistemul GSM


12

3.7. Arhitectura pe niveluri a subsistemului radio

Recomandările GSM stabilesc un decupaj al funcţiilor şi o repartiţie a acestora pediverse echipamente. Structurarea pe nivele reia acest decupaj respectând filozofia generală anivelelor OSI, aceeaşi astfel încât specificaţia unui sistem radiomobil conduce la depărtareade structura clasică pe 7 niveluri.

În BSS, se regăsesc în principal trei nivele bazate pe OSI: nivelul fizic, nivelullegăturilor de date şi nivelul reţea, acesta fiind el însuşi decupat în mai multe subniveluri careconţin mai multe interfeţe.

Nivelul 1 sau nivelul fizic defineşte ansamblul mijloacelor de transmisie şi de recepţiefizică a informaţiei. Pe interfaţa Abis, transmisia este numerică, foarte adesea pe căile de 64kbit/s (una sau mai multe linii MIC la 30 căi) şi reia recomandările G.703, G.705 şi G.732 aUIT. Pe interfaţa radio acest nivel este foarte complicat trebuind făcute numeroase operaţiicomplicate: codarea corectoare de erori, multiplexarea canalelor logice, efectuareamăsurătorilor radio.

Nivelul 2 sau legătura de date are ca obiect fiabilizarea transmisiei între douăechipamente printr-un protocol. Protocoalele adoptate comportă un mecanism de plată şi deretransmisie (ARQ, Automatic Repeat reQuest), şi sunt destul de similare protocolului HDLC.Legătura între BTS şi BSC este administrată prin LAPD-ul utilizat în RNIS. Între MS şi BTS,specificarea nivelului fizic cere un protocol adaptat protocolului LAPD, LAPDm (m pentrumobil).

Nivelul 3, reţea, are ca obiect stabilirea, menţinerea şi eliberarea circuitelor comutate(de cuvânt sau de date) cu un abonat al reţelei fixe. Acest nivel este divizat în trei subniveluri.

Ansamblul aspectelor pur radio este integrat în subnivelul Radio Resource (RR).Celelalte aspecte sunt repartizate între subnivelurile MM şi CM prezentate mai departe.Subnivelul RR administrează instituirea, mentenanţa şi eliberarea diferitelor canale logice. Îninteriorul MS, ea are rolul de a selecta celulele şi de a supraveghea calea balizată laterminarea măsurilor efectuate prin nivelul fizic. Entitatea RR este, în principal, prezentă înMS şi BSC. Cea mai mare parte a mesajelor care se raportează se transmit prin BTS fărăinterpretare.

Totuşi, câteva mesaje, ca de exemplu ordinea de activare a unui emiţător, se referădirect la BTS şi sunt schimbate între MS şi BTS sau la fel de bine între BTS şi BSC. BTScomportă o primă entitate numită RR pentru dialogul cu MS şi o a doua entitate pentrutratarea comenzilor venind de la BSC. Aceasta din urmă este numită BTS Management (înabreviere BTSM) şi omologarea sa se regăseşte în BSC.

Itinerariul este administrat prin subnivelul MM, Mobility Management. El ia deciîncărcarea localizării, autentificarea şi alocarea TMSI-ului.

În sfârşit, subnivelul CM, Conection Management, este despărţit în trei părţi: entitateaCC, Call Control, tratează gestiunea conectărilor de circuite cu destinatarul final. EntitateaSMS, Short Message Service, asigură transmisia şi recepţia de mesaje scurte. Entitatea SS,Supplimentary Services, administrează serviciile suplimentare. În faza 2+, noile entităţi sunt


13

definite în interiorul CM: entitatea pentru controlul apelurilor de grup, Group Call Control şiapelurile difuzate, Broadcast Call Control, deci ca o entitate de gestiune a datelor prinpachete pe canalele de semnalizare.

Subnivelurile CM şi MM nu sunt administrate în interiorul BSS. Ansamblul mesajelorCM şi MM sunt tranzitate prin BSS fără a fi analizate nici de BSS nici de BSC.

CM

MM

RR

LAPDm

Ph. Layer

RR

LAPDm

Ph. Layer

BTSM

LAPD

Ph.Layer

RR

BTSM

LAPD

Ph.Layer

BSSAP

SSCP

MTP3

MTP2

MTP1

CM

MM

BSSAP

SCCP

MTP3

MTP2

MTP1

MS Radio BTS Abis BSC A MSC

Fig. 3.8.

3.8. Arhitectura pe niveluri a subsistemului fix

Înţelegerea arhitecturii subsistemului fix necesită achiziţia de cunoştinţe de bazăasupra semnalizării semafor nr.7 (cf. Capitol 3.10). Diferitele nivele ale NSS sunt prezentatemai jos pentru cititorul deja familiarizat cu principalele concepte ale reţelelor fixe (cf. Figurii3.10).

Schimbarea semnalizării în interiorul NSS se face utilizând SS7. MTP-ul este deciimplantat în MSC, VLR şi HLR. Gestiunea itineranţei necesită dezvoltarea protocoluluiutilizator MAP (Mobile Application Part), particular GSM-ului.

Pentru a oferi itineranţa internaţională şi a reda evoluţiile formatelor demesaje,protocoalele SCCP şi TCAP sunt utilizate în dialogurile MSC/VLR – HLR şiMSC/VLR – MSC/VLR. Ele se plesează în structura pe nivele între MAP şi MTP.

Pentru stabilirea apelurilor, mesajele telefonice clasice sunt schimbate o singură datăîntre diferitele MSC/VLR şi între MSC/VLR şi CAA (centralele PSTN-ului). Protocolul degestiune a apelului SSUTR2 (sau la fel de bine ISUP în alte ţări decât Franţa) este deciintegrat în MSC/VLR.

Interfaţa A între NSS şi BSS, bazată pe SS7, include MTP şi SCCP, utilizată în modconectat. Deasupra SCCP-ului, BSSAP-ul (BSS Application part) permite administrareaitineranţei şi conexiunilor între MS şi MSC.


14

3.9. Staţia mobilă

Termenul de staţie mobilă, desemnează un echipament terminal echipat cu o cartelăSIM care permite accesul la serviciile de telecomunicaţii ale unui PLMN GSM. În cazul încare este cerut un serviciu de transmisie de date terminalul înseamnă în aceeaşi măsură şiterminalul de date şi eventualele dispozitive de adaptive.

Mjoritatea terminalelor sunt astăzi cu un volum cuprins între 150 şi 450 cm3, ogreutate de 150 şi 350 grame şi dimensiuni mergând de la 130 la 200mm lungime, de la 30 la65 mm lăţime şi de la 20 la 50mm grosime. Autonomia lor este de la 9 la 70 de ore în stand –by şi de 4 ore în comunicaţie. Afişajul cuprinde de la 2 la 5 linii cu 8 până la 16 caractere.Majoritatea posturilor portabile şi portative acceptă cartele SIM de format cartelă (SIM Full-Size), anumite portative nu acceptă decât micro-SIM (SIM Plug-In).

Pentru detectarea treminalelor neagreate sau furate, fiecare terminal este echipat cu oidentitate particulară IMEI. Această identitate permite determinarea constructoruluinechipamentului. Printre principalii constructori se pot menţiona AEG, Alcatel, Ericsson,Motorola, Nokia, Orbitel, Panasonic şi Siemens.

Pentru cele mai multe clase de terminale norma este definită folosind puterea maximăde emisie. Pentru GSM 900 majoritatea terminalelor vândute sunt portabile în clasa a patra deputere de 2W. Posturile montate la bordul vehiculelor sunt de clasa 2, având o putere de 8W.Pentru DCS1800, terminalele sunt în general portante cu o putere de 1W (clasa 1).

Terminalele reduc puterea de emisie după cerinţele reţelei: nivelul minim de 3mW(5dBm) în GSM 900 şi de 1mW (0 dBm) în dcs 1800. Valoarea pasului de creştere este de2dB cu o toleranţă putând ajunge până la ±5dB.

Puterea terminalelor condiţionează bineînţeles raza lor : în 900 MHz, o putere de 8Wpermite o rază de mai multe zeci de kilometri, o putere de 2W o limitează la câţiva kilometri.Aceste cifre dau ordinele de mărime pentru că raza efectivă depinde foarte mult de mediul şiingineria reţelei.

Sensibilitatea minimă a terminalelor este de –100 dBm pentru echipamentele DCS1800, -102dBm pentru portabilele GSM 900 şi de –104 dBm pentru portabilele şi posturilemontate în vehicule.

3 GSM Arhitectura

Documents

Transcript of 3 GSM Arhitectura